Конструкции из дерева и пластмасс. Волик А.Р. 2005

Продольную горизонтальную связевую ферму в плоскости нижних поясов стропильных конструкций (6) следует выполнять лишь в том случае, если в гибком нижнем поясе стропильной фермы с нисходящим опорным раскосом может возникнуть сжимающее усилие от действия поперечной ветровой нагрузки.

9.4. Расчет связевой системы

Расчет связевой системы производится на горизонтальные нагрузки, действующие на здание. Они складываются:

1)из внешних силовых воздействий:

•ветровых;

•сейсмических;

•тормозных усилий кранов;

2)из внутренних усилий в несущих конструкциях, возникающих под воздействием вертикальных нагрузок вследствие отклонения от вертикали при монтаже.

При расчете связевой системы несущие конструкции заменяются их силовыми воздействиями в плоскости связей по верхним граням конструкций. Для связи указанное воздействие является внешним воздействием, которое приближенно принимается равномерно распределенным. Интенсивность этой горизонтальной нагрузки от каждой несущей конструкции (арки, балки, фермы) определяется по формуле

эффициент, зависящий от вида и геометрических параметров несущей кон-

струкции: для балок постоянного сечения, ферм, пологих арок с f l ≥ 16 kсв = 0,02 ; для покрытий по двускатным балкам kсв = 0,024 ; для покры-

141

где qw – внешняя горизонтальная нагрузка в продольном направлении от ветра, торможения крана и т.д.; n – общее число несущих конструкций (арок, балок) на всю длину здания в рассматриваемом пролете; t – число связевых ферм (в том числе заменяющих их торцевых стен) на всю длину здания.

Связи рассчитывают как обычные фермы с параллельными поясами. Если контур криволинейный, то пролет фермы равен развертке поясов несущих конструкций.

Если решетка принята деревянной раскосной, то раскосы и стойки решетки ферм рассчитывают на растяжение или сжатие. Если решетка принята перекрестной из стальных тяжей, то сжатые раскосы, восходящие от опор, исключаются.

Пояса связевых ферм, являющиеся одновременно элементами несущих конструкций, рассчитывают на совместное усилие от вертикальной и горизонтальной нагрузок.

Лекция 10 ДЕРЕВЯННЫЕ АРКИ И РАМЫ

10.1.Арки. Конструирование арок.

10.2.Рамы. Конструктивные решения.

10.3.Расчет рам и арок.

10.1. Арки. Конструирование арок

Деревянные арки применяются в покрытиях производственных промышленных, сельскохозяйственных и общественных зданий, имеющих пролеты 12 ÷ 60 м. В практике за рубежом имеются отдельные примеры применения арок с пролетом 100 м.

Достоинства деревянных арок:

•архитектурная выразительность деревянных арочных покрытий;

•конструкции арок просты, состоят из минимального числа эле-

ментов;

•повышенный предел огнестойкости;

•достаточно длительное сопротивление загниванию и разрушению

вхимически агрессивных средах.

142

Классификация арок

а) по статическим схемам:

143

Треугольные арки изготавливают:

1) из клееных дощатых блоков

l = 12 ÷ 18 м;

Обрезные по шаблону блоки (клееный пакет досок

33 ÷ 35 мм) соединяют в коньке (замке) деревянными накладками на болтах. Затяжки делают из армированной стали с подвесками. Для удобства транспортирования в затяжках устраивают монтажный стык с натяжной муфтой.

2) из балок на пластинчатых качелях

l < 12 м; H = (1/8 ÷ 1/5)l;

В коньковом узле балки соединяются деревянными парными накладками, а в опорах – затяжкой из круглой или профильной стали.

3) из балок с волнистой фанерной стенкой

l = 18 м; H = (1/4 ÷ 1/5)l;

Высота сечения блока 450 ÷ 500 мм.

В коньке фанерные блоки соединяются бобышкой и парными накладками на болтах. Затяжка выполняется изкруглойсталисзащитнымпокрытием.

Способ соединения арок в коньке (накладки на болтах, стальной шарнир, штыри и др.) выбирают в зависимости от стрелы подъема, угла примыкания блоков и распора.

Распор воспринимает затяжки, которые изготовляют из армированной стали, из профильной или круглой стали. Для предупреждения провисания длинных затяжек ставят подвески.

Блоки арок изготавливают на горизонтальных или вертикальных ваймовых (винтовых) прессах со сменными цулагами, обеспечивающими получение элементов заданной кривизны.

Толщина досок во избежание больших начальных напряжений от гнутья должна быть не более 1/300 радиуса кривизны и не более 40 см.

10.2. Рамы. Конструктивные решения

Рамы состоят из горизонтальных или наклонных элементов – ригелей и вертикальных – стоек.

Благодаря совместной работе этих элементов значительно снижается изгибающий момент в ригеле, что позволяет увеличить пролет конструкции до 18 ÷ 24 м.

Но если сравнивать с арками, то рамы требуют большего расхода древесины на изготовление, поскольку форма их осей менее соответствует

144

закономерностям действующих в них распределенных и особенно сосредоточенных нагрузок.

При ломаном очертании арок в карнизном узле (жестком) при нагружении как левой, так и правой половины рамы возникают моменты одного знака. В результате при загружении рамы по всему пролету угловые моменты сильно увеличиваются, что ограничивает длину пролетов.

Деревянные рамы можно разделить по ряду признаков:

• по статическим схемам:

–статически определимые (трехшарнирные);

–статически неопределимые (двухшарнирные).

• по применяемым материалам и форме:

Рамы

Клеедеревянные Цельнодеревянные Клеефанерные

Бесподкосные Подкосные

145

146

147

Двухшарнирные клеедеревянные рамы состоят из трех конструк-

тивных элементов – двух вертикальных стоек и горизонтального ригеля. Достоинство: относительная простота изготовления и транспорти-

рования прямых стоек и балочных конструкций ригелей.

Недостатки: большая трудоемкость сборки и зависимость усилий в элементах от возможных осадок опор.

Карнизные узлы рам

Дощатоклееные рамы различаются решением карнизного узла(рис. 10.1). Широко распространен вариант, когда отдельные блоки соединяются зубчатым шипом по биссектрисе угла или с помощью прямоугольной вставки. Последнее решение позволяет снизить расход древесины на 8 ÷ 10 % по сравнению с соединением одним стыком по биссектрисе. Жесткий карнизный узел со вставкой на болтах допустим при небольших усилиях и пролетах. Сравнительно небольшие усилия могут воспринимать конструкции карнизного узла в металлической обойме и с металлическими накладками на нагелях.

На рис. 10.1 изображены распространенные соединения: а – с зубчатым шипом по биссектрисному углу, б – с пятиугольной вставкой на зубчатом шипе, в – с пятиугольными фанерными накладками, г – с криволинейной вставкой на зубчатом шипе, д – со вставкой-прокладкой на болтах, е – на сварном металлическом замке, ж – с металлическими накладками на глухарях, з – монтажный стык клеефанерных рам с применением болтов и нагелей, и – при соединении ригеля со стойкой болтами или зубчатыми шпонками, расположенными по окружности, к, л – на металлических планках, устанавливаемых в пропилы с присоединением на нагелях и болтах, м – монтажный стык с натяжным замком, н – на металлическом башмаке с вклеенными стержнями. 1 – стойка, 2 – пятиугольная вставка на зубчатом шипе, 3 – ригель, 4 – пятиугольная вставка на зубчатом шипе из бакелизированной фанеры марки ФБС, 5 – гнутоклееная вставка из тонких досок, фанеры или шпона, 6 – клееный вкладыш, 7 – полосовая сталь, 8 – уголок, 9 – тяж, 10 – гнутый швеллер, 11 – винт, 12 – глухарь, 13 – болт, 14 – зубчатая шпонка, 15 – фасонка, 16 – штырь или нагель, 17 – газовая трубка, 18 – дощатый верхний и нижний пояса, 19 – фанерная стенка марки ФСФ, 20 – ребро жесткости, 21 – тавр, 22 – гвоздь, 23 – стальная полка башмака, 24 – вертикальная стенка, 25 – вклеенные стержни с односторонней нарезкой под гайки.

148

Опорные узлы гнутоклееных и ломаноклееных рам

Опорные (шарнирные) узлы выполняются (рис. 10.2) с применением стальных башмаков с опорными листами, двойными фасонками и диафрагмами, передающими усилия в стойках на фундаменты.

9

Рис. 10.2. Опорные узлы гнутоклееных и ломаноклееных рам:

а – непосредственным упором на верх плиты фундамента с бандажом; б – то же, с уступом; в – то же, на наклонный уступ; г – нижний балансир; д – опорный узел с плиточным шарниром; е – верхний балансир; е, ж – опорный узел с валиковым шарниром; 1 – металлический бандаж; 2 – болт; 3 – швеллер; 4 – арка; 5 – металлическая опорная плитка, приваренная к бандажу; 6 – анкер из круглой стали; 7 – фундамент; 8 – гидроизоляция 9 – стойка; 10 – вклеенные штыри; 11 – опорная плита; 12 – глухарь; 13 – анкер; 14 – валиковый шарнир; 15 – траверса; 16 – ребро жесткости; 17 – башмак

150